SEMANA 10

SEMANA 10 : 

PROPIEDADES DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO

Incidencia de los diferentes materiales componentes en la trabajabilidad del concreto:

• Plastificantes reductores de agua.
•  Se definen como aditivos que permiten, facilidad de manipulación de la mescla, una reducción de la cantidad de agua en un hormigón incluso permiten obtener estos dos efectos simultáneamente.
• El aumento de trabajabilidad permite la colocación del hormigón en estructuras complicadas, con alta densidad de armadura o con efectos superficiales especiales sin necesidad de incrementar cantidad de agua de amasado y por consiguiente la dosis de cemento para obtener las resistencias especificadas.
• Manteniendo una determinada trabajabilidad, permite aumentar la compacidad del hormigón y, por consiguiente, su resistencia, impermeabilidad y durabilidad. Por la misma razón, la retracción y en consecuencia, la tendencia a la rotura fisuras

El mecanismo de participación de los plastificantes y súper plastificantes en la trabajabilidad :

• Los súper plastificadores se emplean en dosis mayores que los plastificadores reductores de agua, (0.8 a 3%) y pueden ser agregados al final del amasado sin diluir previamente en el agua.
• El efecto sobre la trabajabilidad del hormigón se mantiene entre 30 y 60 minutos según el aditivo, característica que hace conveniente agregarlo inmediatamente antes del termino del amasado y obliga a una rápida colocación.
• El efecto se termina una vez transcurrido el tiempo señalado, volviendo el hormigón a su docilidad inicial. Eventualmente puede agregarse una nueva dosis, remezclando el hormigón con el fin de prolongar el efecto por otro periodo.
• Los hormigones fluidos obtenidos con estos aditivos pueden ser colocados con gran facilidad, pues son prácticamente autonivelantes y por lo tanto se reduce el trabajo de colocación y se elimina la necesidad de vibrar salvo en zonas densamente armadas.
• Cuando los aditivos fluidificantes se emplean como reductores de agua se obtiene un incremento de algunas características del hormigón endurecido, especialmente su resistencia, durabilidad e impermeabilidad.

Determinación de la trabajabilidad .Efectos del tiempo y la temperatura en la trabajabilidad:

TRABAJABILIDAD:

Las dos principales características que debe cumplir el diseño de un concreto normal es la resistencia (ya sea a la compresión simple o a la flexión) y la trabajabilidad, que se entiende como el esfuerzo requerido para transportar, colocar, compactar y darle acabado al concreto en estado fresco.

Suele evaluarse la trabajabilidad del concreto mediante la prueba de revenimiento, sin embargo existen otras características no cuantitativas que se deben considerar.

La trabajabilidad del concreto normalmente está ligada a la fluidez o consistencia que se mide a través de la prueba de revenimiento. Por lo regular se considera que un concreto más fluido es más trabajable y uno con menos fluidez tiene menos trabajabilidad.

Sin embargo, se debe considerar también la cohesión de la mezcla: un contenido de agua elevado puede presentar segregación.

Para lograr una mezcla con buena trabajabilidad se debe considerar, en el diseño de la misma, las características de las materias primas, que serán empleadas para su elaboración:

Agregados: Granulometría y forma de las partículas.
Cemento: Cantidad empleada por metro cúbico y finura.
Aditivo: Tipo de aditivo y cantidad dosificada.
Agua: Cantidad necesaria para lograr la consistencia deseada.

FLUIDEZ DEL CEMENTO

La fluidez es una medida de la consistencia de la pasta de cemento expresada en términos del incremento del diámetro de un espécimen moldeado por un medio cono, después de sacudir un número especifico de veces.      

El mecanismo de los plastificantes y superplastificantes en la trabajabilidad

Una de las características definitivas del shotcrete es su fluidez: al proyectarse neumáticamente, la mezcla homogénea se adhiere a cualquier superficie con facilidad, ofreciendo soporte y resistencia temprana desde el principio.

Una familia de polímeros químicos está detrás de esta trabajabilidad o docilidad: los plastificantes y súper-plastificantes. También conocidos como fluidificantes o reductores de agua, estos aditivos ayudan a reducir el ratio total de agua a cemento, proporcionando una consistencia más ‘líquida’ sin necesidad de añadir más agua. Estos aditivos – que normalmente se añaden en la mezcladora – confieren a la mezcla una mayor fluidez hasta su aplicación sin ocasionar una pérdida de consistencia.

Los plastificantes y súper-plastificantes tienen un efecto dispersante temporal, que permite una mejor hidratación de las partículas de cemento y mejoran las características de fluido o reología de la mezcla.

¿Huevos con hormigón? Recetas romanas para la fluidez del concreto

Hoy ya en su tercera generación, los plastificantes han desempeñado un papel importante durante la historia del hormigón. Aunque parezca extraño, muchos autores apoyan la teoría de que los romanos, grandes entusiastas del hormigón y sus aplicaciones, a menudo utilizaban claras de huevos como plastificante.

Esta mezcla, combinada con sílices de ceniza volcánica para crear el tipo de construcción de hormigón hidráulico todavía en pie en la costa de Nápoles, resulta extremadamente resistente a todo tipo de inclemencias, como la corrosión causada por el agua de mar.

Plastificantes: primeros pasos

El principio del siglo XX anuncia la llegada de la primera generación de plastificantes. Los lignosulfonatos, derivados que se producen durante el proceso de la madera, todavía se utilizan con frecuencia para producir una mezcla contando con materiales básicos.

Los aditivos, conocidos como Reductores de Agua de Media Gama [Mid Range Water Reducers o MRWR en inglés] se fijan en la superficie de una partícula de cemento, que presenta cargas positivas y negativas. El polímero plastificante, con carga negativa, contrarresta la presencia de las cargas positivas en el cemento, haciendo que toda la partícula ahora aparezca negativa.

Segunda generación: Plastificantes 2.0

Una nueva generación de polímeros llega al mercado a mediados del siglo XX que permite una mayor reducción del ratio agua-cemento del 25%. Los polisulfonatos como el naftaleno y la melamina tienen un mecanismo de acción similar a los plastificantes de primera generación, produciendo un efecto de dispersión eléctrica aunque de mayor intensidad.

Como hemos visto, los polímeros se adhieren a las partículas de cemento, confiriéndoles una carga negativa que causa repulsión entre ellas, y permite al agua fluir e hidratar la mezcla mejor.

Pero esa misma función de repulsión es también la causante de una mayor oclusión de aire, aumentando la trabajabilidad de la mezcla pero simultáneamente creando posibles bolsillos  de aire que disminuyen su capacidad de resistencia y comprometen su integridad estructural.

Este tipo de polímero también puede causar problemas ya que su ventana de trabajabilidad es muy breve: una vez hidratado el cemento, se generan subproductos que forman ‘costras’ en la mezcla, dificultando su aplicación adecuada.

 que disminuyen su capacidad de resistencia y comprometen su integridad estructural.

Este tipo de polímero también puede causar problemas ya que su ventana de trabajabilidad es muy breve: una vez hidratado el cemento, se generan subproductos que forman ‘costras’ en la mezcla, dificultando su aplicación adecuada.

Super-plastificantes: tercera generación

Los súper-plastificantes son la encarnación con más prestaciones de esta gama de aditivos, y pueden suponer una reducción del ratio agua-cemento de hasta el 40%.

Al contrario que los anteriores, los policarboxilatos o  Reductores de Agua de Alta Gama (High Range Water Reducers, o HRWR por sus siglas en inglés), actúan en base a una repulsión estérica más que una electroestática. Uno de los efectos principales aquí es el impedimento estérico, que impide o retarda una reacción con otra molécula: en éste caso, impide la aglomeración de partículas de cemento.  

Ensayo de asentamiento (revenimiento) y la prueba de vebe :

El ensayo de asentamiento del concreto o prueba del cono de Abrams es un método de control de calidad cuyo objetivo principal es medir la consistencia del concreto. La manejabilidad del concreto es usualmente juzgada por un examen visual, debido a que hasta el momento no se conoce ningún ensayo que mida la propiedad de manera directa. Sin embargo, se han desarrollado una serie de ensayos con los cuales se puede determinar las propiedades del concreto en estado plástico (fresco) en términos de consistencia, fluidez, cohesión y grado de compactación, uno de ellos es el ensayo de asentamiento.

PRUEBA DE VEBE :

El hormigón fresco se compacta dentro de un molde para medir asentamientos. El molde se levanta verticalmente, limpio de hormigón, y se coloca un disco transparente sobre la parte superior del hormigón. Se pone en marcha la masa vibratoria y se mide el tiempo que tarda la cara inferior del disco transparente en cubrirse con la pasta (tiempo vebe)

Materiales y Equipos:

• Un contenedor de forma cilíndrica

• Un molde

• Un disco

• Barra compactadoras

• Cronometro o recipiente de reamasado pala y recogedor

ENSAYO DE PENETRACIÓN:

El ensayo de penetración estándar de siglas S.P.T. consiste en contar el numero de golpes que se necesitan para introducir dentro del suelo , un tubo partido a diferentes profundidades, en este caso con variaciones de medio metro y se lo utiliza especialmente en terreno que requiere realizar un reconocimiento geotécnico. El toma muestras es golpeado con una energía constante . Con una masa en caída libre de 145lb y una altura de caída de 70cm.

En recomendable realizarlos en depósitos de suelo areno y de arcilla blanda: no se recomienda para suelos de roca grava o arcilla consolidada ya que puede dañar el equipo

LA SEGREGACIÓN DEL CONCRETO:

La segregación esta definida como la descomposición mecánica del concreto fresca en sus partes constituyentes cuando el agregado grueso tiende a separarse del mortero.

La segregación hace que el concreto sea : Mas débil , menos durable , y dejara un pobre acabado de superficie

LA EXUDACIÓN:

Es definida como la elevación de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie, generalmente debido a la sedimentación de solidos. El proceso se inicia momentos después que el concreto ha sido colocando y consolidado en los encofrados y continua hasta que se inicia el fraguado de la mezcla, se obtiene máxima consolidación de solidos, o se produce la ligazón de las partículas.

FRAGUADO DE CONCRETO:

El proceso de endurecimiento (fraguado) del concretos se debe ala combinación del agua con las partículas de cemento (hidratación). El control de estas condiciones es vital en el primer proceso de endurecimiento . Por esta razón un concreto bien proporcionado, si no tiene la humedad necesaria , será de baja calidad ,porque secara rápidamente.

Para que el endurecimiento o fraguado se complete adecuadamente es durante los primeros 7 días mantenerlo húmedo.

Este proceso dura por lo menos 28 días ,tiempo necesario para obtener un endurecimiento natural y lograr la calidad requerida.

Cabe mencionar que un buen fraguado no corregirá los problemas que resultaran de usar elementos (arena, piedra, cemento)inadecuados o mal proporcionado.

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